基于肝脏糖异生AMPK信号通路阐释三叶苷纠正2型糖尿病糖代谢紊乱的分子机制

AMP-Activated protein kinase (AMPK), an energy sensor regulating cellular metabolism, has been reported to be involved in the glucose metabolism in thempathogenesis of T2DM. Previous findings showed that AMPK plays a key role in the control of hepatic metabolism. Therefore, AMPK could control blood glucose levels by inhibiting hepatic glucose production.The leavese of Lithocarpus polystachyrus Rehd was known to taste sweet and used to be a kind of sweet tea in China. Trilobatin was deem as main dihydrocharlcone in the leaves of L..polystachyrus. Our results indicated hypoglycemic effect of Trilobatin from Lithocarpus polystachyrus on type 2 diabetes mice. We hypothesized that trilobatin exhibited hypoglycemic activity via activation of AMPK and suppression of hepaticgluconeogenesis. In this work, based on the above findings,trilobatin was employed to investigate hypoglycemic effect of type 2 diabetes mice in order to explore the regulation mechanism on AMPK/PEPCK/G-6-Pase signal passageway of hepatic gluconeogenesis. These expect results will supply theory.basis for utilizing dihydrocharlcone as new supplementary treatment agency for type 2 diabetes.

多穗柯（Lithocarpus polystachyrus Rehd），因具有甜味而称之为“甜茶”，其主要活性/甜味成分—三叶苷（Trilobatin）为二氢查尔酮类成分，其含量可达干重的10%以上。研究发现：激活AMPK活性，抑制肝脏过度糖异生，减少内源性葡萄糖生成，是治疗2型糖尿病的重要靶标之一。我们研究发现：三叶苷能够显著降低2型糖尿病小鼠空腹血糖，血脂，提高肝糖原水平，提示肝脏或许是三叶苷等二氢查尔酮发挥生物活性的重要靶器官之一。. 本项目基于大量前期工作，进一步阐明多穗柯二氢查尔酮的降血糖分子调控机理，拟以其主要活性代表化合物—三叶苷为研究对象，观察三叶苷对高脂饮食联合STZ诱导的2型糖尿病小鼠降血糖作用，阐释三叶苷如何通过AMPK/PEPCK/G-6-Pase肝糖异生信号通路中纠正糖尿病糖代谢紊乱。

多穗柯（Lithocarpus polystachyrus Rehd.），因具有甜味而称之为“甜茶”。三叶苷（Trilobatin，TRI）是多穗科的主要活性/甜味成分，也是多穗科中含量最多的二氢查尔酮化合物，其含量可达干重的10%以上。本项目主要研究内容分为以下三个部分：（1）从多穗柯中提取纯化TRI，并对提取工艺进行优化；（2）探讨多穗柯中三叶苷的降血糖活性。对高脂饮食联合STZ诱发的2型糖尿病小鼠模型、ob/ob自发型2型糖尿病小鼠进行降血糖实验研究，以TRI为代表研究二氢查尔酮类成分，通过动物和细胞实验，以AMPK调控糖代谢为切入点，揭示TRI对高脂饮食联合STZ诱导的2型糖尿病小鼠降血糖作用；（3）探讨多穗柯中TRI的肾损伤保护作用。研究结果显示，通过响应面法所优化的工艺提取得到的TRI粗品粉末中的TRI含量为37.99%，经过大孔树脂初步纯化的TRI粉末其纯度可达到87.57%，经过精制的TRI粉末中TRI的纯度可达到92.35%；通过糖尿病模型体内实验发现，TRI对模型小鼠的血糖升高有抑制作用、降低血浆TG、TC、LDL-C水平、改善高脂饮食所致的肥胖症状、对肝糖原的储存与动员有一定的调节作用、对于胰岛素抵抗症状有所缓解。TRI对AMPK的活化具有促进作用，可通过抑制AMPK/PCK1/G6Pase信号轴的激活从而抑制肝脏过度糖异生，还可通过促进AMPK/ACC/CPT-1通路的激活从而促进脂肪酸合成代谢。与高脂饮食联合STZ诱发的2型糖尿病小鼠给药结果相似，TRI对自发型2型糖尿病ob/ob小鼠体现出了较好的减重作用。与对照组所检测的结果相比，TRI给药可降低TG和TC水平。TRI给药组的ALT和AST水平显著降低，TRI对肝损伤具有改善作用。此外，TRI对顺铂诱导的小鼠肾损伤保护作用研究结果显示，TRI可逆转CRE、BUN和MDA的抑制作用。TRI显著缓解顺铂诱导的肾脏损伤。TUNEL染色显示，TLB能有效改善顺铂暴露引起肾组织细胞凋亡的发生。TLB可以通过调节AKT/MAPK信号通路和细胞凋亡减轻顺铂诱导的肾毒性。本项目研究的主要关键数据包括提取工艺优化、血液生化指标检测、病理组织形态学观察、信号通路关键蛋白检测等，为开发三叶苷作为膳食补充剂提供了思路。